高考化学专题复习导练测 第六章 第1讲 化学反应的热效应课件.ppt

第六章化学反应与能量 第1讲化学能与热能 1 了解化学反应中能量转化的原因 能说出常见的能量转化形式 2 了解化学能与热能的相互转化 了解吸热反应 放热反应 反应热等概念 3 了解热化学方程式的含义 4 了解能源是人类生存和社会发展的重要基础 了解化学在解决能源危机中的重要作用 5 了解焓变与反应热的含义 了解 H H 反应产物 H 反应物 表达的含义 6 理解盖斯定律 并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算 考纲要求 考点一焓变与反应热 考点二热化学方程式 探究高考明确考向 练出高分 考点三两类重要反应热 燃烧热 中和热 考点四有关反应热的比较 计算 考点五能源 知识梳理 递进题组 考点一焓变与反应热 知识梳理 1 化学反应中的能量变化 1 化学反应中的两大变化 变化和变化 2 化学反应中的两大守恒 守恒和守恒 3 化学反应中的能量转化形式 光能 电能等 通常主要表现为的变化 2 焓变 反应热 1 定义 在条件下进行的反应的 2 符号 3 单位 或 物质 能量 质量 能量 热能 热量 恒压 热效应 H kJ mol 1 kJ mol 3 吸热反应和放热反应 1 从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析 如图所示 吸 放 2 从反应热的量化参数 键能的角度分析 3 记忆常见的放热反应和吸热反应放热反应 可燃物的燃烧 酸碱中和反应 大多数化合反应 金属跟酸的置换反应 物质的缓慢氧化等 吸热反应 大多数分解反应 盐的水解和弱电解质的电离 Ba OH 2 8H2O与NH4Cl反应 碳和水蒸气 C和CO2的反应等 深度思考 判断正误 正确的划 错误的划 1 放热反应不需要加热就能反应 吸热反应不加热就不能反应 2 物质发生化学变化都伴有能量的变化 3 伴有能量变化的物质变化都是化学变化 4 吸热反应在任何条件都不能发生 5 Na转化为Na 时 吸收的能量就是该过程的反应热 解析是物理变化过程 其能量变化不能称为反应热 6 水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热 7 同温同压下 反应H2 g Cl2 g 2HCl g 在光照和点燃条件下的 H不同 解析焓变与反应条件无关 8 可逆反应的 H表示完全反应时的热量变化 与反应是否可逆无关 解析是物理变化过程 其能量变化不能称为反应热 递进题组 题组一依据图形 理清活化能与焓变的关系 1 某反应过程中体系的能量变化如图所示 下列说法错误的是 A 反应过程可表示为A BC A B C AB C 反应物 过渡态 生成物 B E1为反应物的总能量与过渡态的能量差 称为正反应的活化能C 正反应的热效应 H E1 E2 0 所以正反应为放热反应D 此图中逆反应的热效应 H E1 E2 0 所以逆反应为放热反应解析该图表示的正反应放热 H为负值 逆反应吸热 H为正值 D错误 答案D 2 2011 海南 1改编 某反应的 H 100kJ mol 1 下列有关该反应的叙述正确的是 A 正反应活化能小于100kJ mol 1B 逆反应活化能一定小于100kJ mol 1C 正反应活化能不小于100kJ mol 1D 正反应活化能比逆反应活化能小100kJ mol 1 解析某反应的 H 100kJ mol 1 说明该反应的正反应为吸热反应 且正反应的活化能比逆反应的活化能大100kJ mol 1 正反应的活化能应大于100kJ mol 1 无法确定逆反应的活化能大小 答案C 正确理解活化能与反应热的关系 练后反思 1 催化剂能降低反应所需活化能 但不影响焓变的大小 2 在无催化剂的情况 E1为正反应的活化能 E2为逆反应的活化能 即E1 E2 H 题组二依据共价键数 利用键能计算反应热 3 已知1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143kJ 18g水蒸气变成液态水放出44kJ的热量 其他相关数据如下表 则表中x为 A 920B 557C 436D 188 解析根据题意 可得热化学方程式为2H2 g O2 g 2H2O l H 572kJ mol 1 而18g水蒸气变成液态水时放出44kJ热量 则2H2 g O2 g 2H2O g H 484kJ mol 1 即 484kJ 2x 496kJ 4 463kJ 解得x 436kJ 答案C 4 通常把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能 键能的大小可以衡量化学键的强弱 也可用于估算化学反应的反应热 H 化学反应的 H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差 下面列举了一些化学键的键能数据 供计算使用 工业上的高纯硅可通过下列反应制取 SiCl4 g 2H2 g Si s 4HCl g 该反应的反应热 H为 解析SiCl4 H2和HCl分子中共价键的数目容易计算 而产物硅属于原子晶体 可根据原子晶体的结构计算晶体硅中的共价键的数目 1mol晶体硅中所含的Si Si键为2mol 即制取高纯硅反应的反应热 H 4 360kJ mol 1 2 436kJ mol 1 2 176kJ mol 1 4 431kJ mol 1 236kJ mol 1 236kJ mol 1 1 熟记反应热 H的基本计算公式 H 生成物的总能量 反应物的总能量 H 反应物的总键能之和 生成物的总键能之和2 规避两个易失分点 1 旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的 缺少任何一个过程都不是化学变化 反思归纳 2 常见物质中的化学键数目 考点二热化学方程式 递进题组 知识梳理 1 概念表示参加反应和的关系的化学方程式 2 意义表明了化学反应中的变化和变化 如 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1表示 2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571 6kJ的热量 知识梳理 物质的量 反应热 物质 能量 3 书写 1 注明反应条件 反应热与测定条件 温度 压强等 有关 绝大多数反应是在25 101kPa下进行的 可不注明 2 注明物质状态 常用 分别表示固体 液体 气体 溶液 3 注意符号单位 H应包括 或 数字和单位 kJ mol 1 slgaq 4 注意守恒关系 原子守恒和得失电子守恒 能量守恒 H与化学计量数相对应 5 区别于普通方程式 一般不注 以及 点燃 加热 等 6 注意热化学方程式的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量 可以是整数 也可以是分数 且化学计量数必须与 H相对应 如果化学计量数加倍 则 H也要加倍 深度思考 1 怎样理解可逆反应中的反应热 答案无论化学反应是否可逆 热化学方程式中的反应热 H都表示反应进行到底 完全转化 时的能量变化 如2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 64kJ mol 1 H是指2molSO2 g 和1molO2 g 完全转化为2molSO3 g 时放出的能量 若在相同的温度和压强下 向某容器中加入2molSO2 g 和1molO2 g 反应达到平衡时放出的能量为Q 因反应不能完全转化为SO3 g 故Q 196 64kJ 2 已知2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 64kJ mol 1 在一定温度下 向一固定容积的密闭容器中通入2molSO2 1molO2 达到平衡时放出热量为Q1kJ 在同样条件下 向该容器中通入2molSO3 达到平衡时 吸收热量为Q2kJ 则Q1和Q2的关系为 Q1 Q2 196 64kJ 3 实验室用4molSO2与2molO2在一定条件下进行下列反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 64kJ mol 1 当放出314 624kJ热量时 SO2的转化率为 80 递进题组 题组一多角度书写热化学方程式 角度一依据反应事实书写热化学方程式1 依据事实 写出下列反应的热化学方程式 1 SiH4是一种无色气体 遇到空气能发生爆炸性自燃 生成SiO2和液态H2O 已知室温下2gSiH4自燃放出热量89 2kJ SiH4自燃的热化学方程式为 解析2gSiH4自燃放出热量89 2kJ 1molSiH4自燃放出热量1427 2kJ 故热化学方程式为SiH4 g 2O2 g SiO2 s 2H2O l H 1427 2kJ mol 1 SiH4 g 2O2 g SiO2 s 2H2O l H 1427 2kJ mol 1 2 在25 101kPa下 一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ 其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀 则乙醇燃烧的热化学方程式为 解析根据C原子守恒有 C2H5OH 2CO2 2CaCO3 生成100gCaCO3沉淀 则乙醇为0 5mol 据此可写出反应的热化学方程式 C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O l H 2QkJ mol 1 角度二依据能量图像书写热化学方程式2 已知化学反应A2 g B2 g 2AB g 的能量变化如图所示 请写出该反应的热化学方程式 解析由图可知 生成物总能量高于反应物总能量 故该反应为吸热反应 H a b kJ mol 1 A2 g B2 g 2AB g H a b kJ mol 1 3 化学反应N2 3H2 2NH3的能量变化如图所示 假设该反应反应完全 试写出N2 g 和H2 g 反应生成NH3 l 的热化学方程式 答案N2 g 3H2 g 2NH3 l H 2 c b a kJ mol 1 题组二 五 看 快速判断热化学方程式的正误4 判断下列热化学方程式书写是否正确 正确的划 错误的划 注 焓变数据均正确 1 CaCO3 s CaO CO2 g H 177 7kJ 2 C s H2O s CO g H2 g H 131 3kJ mol 1 3 C s O2 g CO g H 110 5kJ mol 1 4 CO g O2 g CO2 g H 283kJ mol 1 5 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1 6 500 30MPa下 将0 5molN2 g 和1 5molH2 g 置于密闭容器中充分反应生成NH3 g 放热19 3kJ 其热化学方程式为N2 g 3H2 g 2NH3 g H 38 6kJ mol 1 5 实验测得 101kPa时 1molH2完全燃烧生成液态水 放出285 8kJ的热量 1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2 放出890 3kJ的热量 下列热化学方程式的书写正确的是 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 3kJ mol 1 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 3kJ mol 1 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 890 3kJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1A 仅有 B 仅有 C 仅有 D 全部符合要求 解析书写热化学方程式时要重点注意其与普通化学方程式不同的几点 1 生成物的稳定状态 H2O为液态 C的稳定化合物为CO2 2 单位是kJ mol 1 不是kJ 3 数值 H的数值要与方程式中计量系数保持一致 4 符号 吸热用 放热用 仅 符合要求 答案B 做到 五看 快速判断1 看方程式是否配平 2 看各物质的聚集状态是否正确 3 看 H的 符号是否正确 4 看反应热的单位是否为kJ mol 1 5 看反应热的数值与化学计量数是否对应 反思归纳 考点三两类重要反应热 燃烧热 中和热 递进题组 知识梳理 知识梳理 1 燃烧热 1 概念 在101kPa时 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 叫做该物质的燃烧热 燃烧热的单位一般用kJ mol 1表示 燃烧热的限定词有恒压 101kPa时 可燃物的物质的量 1mol 完全燃烧 的氧化物等 其中的 完全燃烧 是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物 C H S 等 1mol 稳定 CO2 g H2O l SO2 g 2 表示的意义 例如C的燃烧热为393 5kJ mol 1 表示在101kPa时 1molC完全燃烧放出393 5kJ的热量 3 书写热化学方程式 燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的 因此在书写它的热化学方程式时 应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数 例如 4 燃烧热的计算 可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放 n 可燃物 H式中 Q放为可燃物燃烧反应放出的热量 n为可燃物的物质的量 H为可燃物的燃烧热 2 中和热 1 概念 在稀溶液中 强酸跟强碱发生中和反应生成时的反应热叫中和热 2 注意几个限定词 稀溶液 产物是1mol液态H2O 用离子方程式可表示为OH aq H aq H2O l H 57 3kJ mol 1 1mol液态H2O 3 中和热的测定 测定原理 c 4 18J g 1 1 4 18 10 3kJ g 1 1 n为生成H2O的物质的量 环形玻璃搅拌棒 温度计 装置如图 在横线上填出仪器的名称 1 如图装置中碎泡沫塑料 或纸条 及泡沫塑料板的作用是什么 答案保温 隔热 减少实验过程中热量的损失 2 在测定中和热时 怎样才能保证反应完全 答案使碱或酸稍稍过量 深度思考 3 怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液 不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么 答案实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动 因为铜传热快 热量损失大 所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒 4 以50mL0 50mol L 1盐酸与50mL0 55mol L 1NaOH反应为例 填写下表 填 偏小 或 偏大 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 偏大 偏大 递进题组 题组一燃烧热 中和热的含义及正确表述 1 判断正误 正确的划 错误的划 1 S s O2 g SO3 g H 315kJ mol 1 燃烧热 H的数值正确 2 NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l H 57 3kJ mol 1 中和热 H的数值正确 3 已知H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 则H2SO4和Ba OH 2反应的反应热 H 2 57 3 kJ mol 1 4 燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH g O2 g CO2 g 2H2 g H 192 9kJ mol 1 则CH3OH g 的燃烧热为192 9kJ mol 1 5 H2 g 的燃烧热是285 8kJ mol 1 则2H2O g 2H2 g O2 g H 571 6kJ mol 1 6 葡萄糖的燃烧热是2800kJ mol 1 则C6H12O6 s 3O2 g 3CO2 g 3H2O l H 1400kJ mol 1 7 已知101kPa时 2C s O2 g 2CO g H 221kJ mol 1 则该反应的反应热为221kJ mol 1 8 已知稀溶液中 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57 3kJ的热量 9 已知HCl和NaOH反应的中和热 H 57 3kJ mol 1 则98 的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水的中和热为 57 3kJ mol 1 10 CO g 的燃烧热是283 0kJ mol 1 则2CO2 g 2CO g O2 g 反应的 H 2 283 0kJ mol 1 11 氢气的燃烧热为285 5kJ mol 1 则电解水的热化学方程式为2H2O l 2H2 g O2 g H 285 5kJ mol 1 反应热答题规范指导1 用 焓变 H 表示反应热时 H 0表示吸热 H 0表示放热 因而 H后所跟数值需要带 符号 2 描述反应热时 无论是用 反应热 焓变 表示还是用 H表示 其后所跟数值需要带 符号 3 由于中和反应和燃烧均是放热反应 表示中和热和燃烧热时可不带 号 反思归纳 题组二中和热测定误差分析和数据处理 2 利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下 用量筒量取50mL0 50mol L 1盐酸倒入小烧杯中 测出盐酸温度 用另一量筒量取50mL0 55mol L 1NaOH溶液 并用同一温度计测出其温度 将NaOH溶液倒入小烧杯中 设法使之混合均匀 测得混合液最高温度 回答下列问题 1 为什么所用NaOH溶液要稍过量 解析在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和 常常使加入的一种反应物稍微过量一些 答案确保盐酸被完全中和 2 倒入NaOH溶液的正确操作是 填序号 A 沿玻璃棒缓慢倒入B 分三次少量倒入C 一次迅速倒入解析为了减小热量损失 倒入NaOH溶液应该一次迅速倒入 C 3 使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 填序号 A 用温度计小心搅拌B 揭开硬纸片用玻璃棒搅拌C 轻轻地振荡烧杯D 用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动解析使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作 用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒上下轻轻地搅动 D 4 现将一定量的稀氢氧化钠溶液 稀氢氧化钙溶液 稀氨水分别和1L1mol L 1的稀盐酸恰好完全反应 其反应热分别为 H1 H2 H3 则 H1 H2 H3的大小关系为 解析稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离 它们的中和热相同 稀氨水中的溶质是弱电解质 它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量 故反应热的数值要小一些 注意中和热与 H的关系 H1 H2 H3 5 假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g cm 3 又知中和反应后生成溶液的比热容c 4 18J g 1 1 为了计算中和热 某学生实验记录数据如下 依据该学生的实验数据计算 该实验测得的中和热 H 结果保留一位小数 解析取三次实验的平均值代入公式计算即可 51 8kJ mol 1 填 能 或 不能 用Ba OH 2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸 理由是 解析硫酸与Ba OH 2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热 故不能用Ba OH 2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸 不能 H2SO4与Ba OH 2反应生成 BaSO4沉淀 沉淀的生成热会影响反应的反应热 易错警示 正确理解中和热 注意操作与计算细节1 中和热不包括离子在水溶液中的生成热 物质的溶解热 电解质电离时的热效应 2 酸碱溶液应当用稀溶液 0 1 0 5mol L 1 若溶液浓度过大 溶液中阴 阳离子间的相互牵制作用就大 电离程度达不到100 这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量 造成较大误差 返回 3 使用两只量筒分别量取酸和碱 4 使用同一支温度计 分别先后测量酸 碱及混合液的最高温度 测完一种溶液后 必须用水冲洗干净并用滤纸擦干 5 取多次实验t1 t2的平均值代入公式计算 而不是结果的平均值 计算时应注意单位的统一 考点四有关反应热的比较 计算 递进题组 知识梳理 知识梳理 1 H的比较比较 H的大小时需考虑正负号 对放热反应 放热越多 H 对吸热反应 吸热越多 H 2 反应热的有关计算 1 根据热化学方程式计算 反应热与反应物的物质的量成正比 越小 越大 2 根据盖斯定律求算应用盖斯定律进行简单计算时 关键在于设计反应过程 同时注意 参照新的热化学方程式 目标热化学方程式 结合原热化学方程式 一般2 3个 进行合理 变形 如热化学方程式颠倒 乘除以某一个数 然后将它们相加 减 得到目标热化学方程式 求出目标热化学方程式的 H与原热化学方程式之间 H的换算关系 当热化学方程式乘 除以某一个数时 H也应相应地乘 除以某一个数 方程式进行加减运算时 H也同样要进行加减运算 且要带 符号 即把 H看作一个整体进行运算 将一个热化学方程式颠倒书写时 H的符号也随之改变 但数值不变 在设计反应过程中 会遇到同一物质的三态 固 液 气 的相互转化 状态由固 液 气变化时 会吸热 反之会放热 3 根据物质燃烧放热的数值计算 Q 放 n 可燃物 H 说明方法 2 常用于判断物质能量的大小关系及稳定性 1 同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧 放出的能量是否相同 放出的热量哪个多 为什么 答案相同 在空气中燃烧放出的热量多 因在纯氧中燃烧火焰明亮 转化成的光能多 故放出的热量少 深度思考 2 试比较下列各组 H的大小 1 同一反应 生成物状态不同时A g B g C g H1 或 下同 解析因为C g C l H3 0则 H3 H2 H1 H2 H1 2 同一反应 反应物状态不同时S g O2 g SO2 g H1 0S s O2 g SO2 g H2 0则 H1 H2 H2 H3 H1 则 H3 H1 H2 又 H3 0 所以 H1 H2 解析 3 两个有联系的不同反应相比C s O2 g CO2 g H1 H1 3 已知Al2O3 s AlCl3 g 3C s 3AlCl g 3CO g H akJ mol 1判断下列变化过程是否正确 正确的划 错误的划 1 3AlCl g 3CO g Al2O3 s AlCl3 g 3C s H akJ mol 1 3 2Al2O3 s 2AlCl3 g 6C s 6AlCl g 6CO g H 2akJ mol 1 利用状态 迅速比较反应热的大小若反应为放热反应1 当反应物状态相同 生成物状态不同时 生成固体放热最多 生成气体放热最少 2 当反应物状态不同 生成物状态相同时 固体反应放热最少 气体反应放热最多 3 在比较反应热 H 的大小时 应带符号比较 对于放热反应 放出的热量越多 H反而越小 反思归纳 递进题组 题组一利用盖斯定律书写热化学方程式 1 LiH可作飞船的燃料 已知下列反应 2Li s H2 g 2LiH s H 182kJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O l H 572kJ mol 1 4Li s O2 g 2Li2O s H 1196kJ mol 1试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式 解析2LiH s 2Li s H2 g H 182kJ mol 12Li s O2 g Li2O s H 598kJ mol 1H2 g O2 g H2O l H 286kJ mol 1上述三式相加得 2LiH s O2 g Li2O s H2O l H 702kJ mol 1答案2LiH s O2 g Li2O s H2O l H 702kJ mol 1 题组二利用盖斯定律计算反应热2 在25 101kPa时 C s H2 g CH3COOH l 的燃烧热分别为393 5kJ mol 1 285 8kJ mol 1 870 3kJ mol 1 则2C s 2H2 g O2 g CH3COOH l 的反应热为A 488 3kJ mol 1B 488 3kJ mol 1C 191kJ mol 1D 191kJ mol 1 解析由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为 C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 1 H2 g O2 g H2O l H 285 8kJ mol 1 CH3COOH l 2O2 g 2CO2 g 2H2O l H 870 3kJ mol 1 则2C s 2H2 g O2 g CH3COOH l 可由反应 2 2 得出 则反应热为 393 5kJ mol 1 2 285 8kJ mol 1 2 870 3kJ mol 1 488 3kJ mol 1 答案A 题组三利用盖斯定律定性判断 H间的关系3 2013 新课标全国卷 12 在1200 时 天然气脱硫工艺中会发生下列反应 2S g S2 g H4则 H4的正确表达式为 A 利用盖斯定律书写热化学方程式 思维模型 特别提醒 通过热化学方程式变形时 利用 加法 不容易出错 考点五能源 递进题组 知识梳理 知识梳理 1 能源分类 2 解决能源问题的措施 1 提高能源的利用效率 改善开采 运输 加工等各个环节 科学控制燃烧反应 使燃料充分燃烧 2 开发新能源 开发资源丰富 可以再生 没有污染或污染很小的新能源 判断正误 正确的划 错误的划 1 太阳能是清洁能源 2 化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能 3 农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用 4 人类利用的能源都是通过化学反应获得的 深度思考 5 随着科技的发展 氢气将成为主要能源之一 6 食用植物体内的淀粉 蛋白质等属于直接利用能源 7 粮食作物是制乙醇燃料的重要原料 8 化石燃料属于可再生能源 不影响可持续发展 9 开发利用各种新能源 减少对化石燃料的依赖 可以降低空气中PM2 5的含量 10 开发太阳能 水能 风能 可燃冰等新能源 减少使用煤 石油等化石燃料 11 低碳生活注重节能减排 尽量使用太阳能等代替化石燃料 减少温室气体的排放 递进题组 题组一正确理解能源的种类 1 能源分类相关图如图所示 下列四组选项中 全部符合图中阴影部分的能源是 A 煤炭 石油 沼气B 水能 生物能 天然气C 太阳能 风能 潮汐能D 地热能 海洋能 核能 C 2 能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一 能源家族中 煤炭 核能 石油 天然气 水能 风能 地热能等 属于不可再生的是 填序号 下同 属于新能源的是 题组二能源的开发和利用3 为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染 同时缓解能源危机 有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想 下列说法正确的是 A H2O的分解反应是放热反应B 氢能源已被普遍使用C 2mol液态H2O具有的总能量低于2molH2和1molO2的能量D 氢气不易贮存和运输 无开发利用价值 解析2H2O l 2H2 g O2 g 是吸热反应 说明2mol液态H2O的能量低于2molH2和1molO2的能量 因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输 所以氢能源利用并未普及 但发展前景广阔 答案C 4 为缓解能源紧张 越来越多的国家开始重视生物质能源 利用能源作物和有机废料 经过加工转变为生物燃料的一种能源 的开发利用 1 如图是某国能源结构比例图 其中生物质能源所占的比例是 解析油料作物和甘蔗是能源作物 属生物质能源 化石燃料不是生物质能源 27 2 生物柴油是由动植物油脂转化而来 其主要成分为脂肪酸酯 几乎不含硫 生物降解性好 一些国家已将其添加在普通柴油中使用 关于生物柴油及其使用 下列说法正确的是 生物柴油是可再生资源 可减少二氧化硫的排放 与普通柴油相比易分解 与普通柴油制取方法相同A B C D 解析生物柴油的原料是动植物油脂 可再生 对 几乎不含硫 对 生物降解性好 对 主要成分为酯类 而普通柴油源于烃类 石油 所以 错 答案A 探究高考明确考向 全国卷 高考题调研 各省市高考题调研 1 2 3 1 2014 新课标全国卷 13 室温下 将1mol的CuSO4 5H2O s 溶于水会使溶液温度降低 热效应为 H1 将1mol的CuSO4溶于水会使溶液温度升高 热效应为 H2 CuSO4 s 5H2O s 受热分解的化学方程式为CuSO4 5H2O s CuSO4 s 5H2O l 热效应为 H3 则下列判断正确的是 A H2 H3B H1 H3C H1 H3 H2D H1 H2 H3 1 2 3 解析1molCuSO4 5H2O s 溶于水会使溶液温度降低 为吸热反应 故 H1 0 1molCuSO4 s 溶于水会使溶液温度升高 为放热过程 故 H2 0 1molCuSO4 5H2O s 溶于水可以分为两个过程 先分解成1molCuSO4 s 和5mol水 然后1molCuSO4 s 再溶于水 CuSO4 5H2O的分解为吸热反应 即 H3 0 根据盖斯定律得到关系式 H1 H2 H3 分析得到答案 H1 H3 答案B 1 2 3 2 2014 新课标全国卷 28 1 2 乙醇是重要的有机化工原料 可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产 回答下列问题 1 间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯 C2H5OSO3H 再水解生成乙醇 写出相应反应的化学方程式 CH2 CH2 H2SO4 浓 C2H5OSO3H C2H5OSO3H H2O C2H5OH H2SO4 1 2 3 2 已知 甲醇脱水反应2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g H1 23 9kJ mol 1甲醇制烯烃反应2CH3OH g C2H4 g 2H2O g H2 29 1kJ mol 1乙醇异构化反应C2H5OH g CH3OCH3 g H3 50 7kJ mol 1 1 2 3 则乙烯气相直接水合反应C2H4 g H2O g C2H5OH g 的 H kJ mol 1 与间接水合法相比 气相直接水合法的优点是 45 5 污染小 腐蚀性小等 1 2 3 3 2013 新课标全国卷 28 3 二甲醚 CH3OCH3 是无色气体 可作为一种新型能源 由合成气 组成为H2 CO和少量的CO2 直接制备二甲醚 其中的主要过程包括以下四个反应 甲醇合成反应 CO g 2H2 g CH3OH g H1 90 1kJ mol 1 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g H2 49 0kJ mol 1水煤气变换反应 CO g H2O g CO2 g H2 g H3 41 1kJ mol 1 1 2 3 二甲醚合成反应 2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g H4 24 5kJ mol 1由H2和CO直接制备二甲醚 另一产物为水蒸气 的热化学方程式为 解析筛选用热化学方程式为 和 用 2 即可得目标方程式 2CO g 4H2 g CH3OCH3 g H2O g H 204 7kJ mol 1 2CO g 4H2 g CH3OCH3 g H2O g H 204 7kJ mol 1 1 2 3 1 2 3 4 5 6 1 2014 北京理综 26 3 已知 2NO2 g N2O4 g H12NO2 g N2O4 l H2下列能量变化示意图中 正确的是 选填字母 1 2 3 4 5 6 解析等质量的N2O4 g 具有的能量高于N2O4 l 因此等量的NO2 g 生成N2O4 l 放出的热量多 只有A项符合题意 答案A 1 2 3 4 5 6 2 2014 重庆理综 6 已知 C s H2O g CO g H2 g H akJ mol 12C s O2 g 2CO g H 220kJ mol 1H H O O和O H键的键能分别为436 496和462kJ mol 1 则a为 A 332B 118C 350D 130 1 2 3 4 5 6 解析根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答 根据题中给出的键能可得出热化学方程式 2H2 g O2 g 2H2O g H3 2 436 496 4 462 kJ mol 1 即 2H2 g O2 g 2H2O g H3 480kJ mol 1 题中 2C s O2 g 2CO g H2 220kJ mol 1 得 C s H2O g CO g H2 g H1 H2 H3 即a 220 480 130 选项D正确 1 2 3 4 5 6 答案D 3 2013 重庆理综 6 已知 P4 g 6Cl2 g 4PCl3 g H akJ mol 1 P4 g 10Cl2 g 4PCl5 g H bkJ mol 1 P4具有正四面体结构 PCl5中P Cl键的键能为ckJ mol 1 PCl3中P Cl键的键能为1 2ckJ mol 1 下列叙述正确的是 A P P键的键能大于P Cl键的键能B 可求Cl2 g PCl3 g PCl5 s 的反应热 H 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 解析A项 由于氯原子半径小于磷原子半径 所以P P键的键能应小于P Cl键的键能 错误 B项 由于不知PCl5 g PCl5 s 对应的 H 所以无法根据盖斯定律求得该反应的 H 错误 1 2 3 4 5 6 C项 P4 g 10Cl2 g 4PCl5 g H bkJ mol 1 P4 g 6Cl2 g 4PCl3 g H akJ mol 1 得 1 2 3 4 5 6 D项 根据P4 g 10Cl2 g 4PCl5 g H bkJ mol 1得 答案C 4 2013 福建理综 11 某科学家利用二氧化铈 CeO2 在太阳能作用下将H2O CO2转变为H2 CO 其过程如下 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 下列说法不正确的是 A 该过程中CeO2没有消耗B 该过程实现了太阳能向化学能的转化C 右图中 H1 H2 H3D 以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO 4OH 2e CO 2H2O 解析抓住盖斯定律的含义 反应的焓变与途径无关 只与始态和终态有关 解题 A项根据题干中已知的两个反应可以看出 CeO2在反应前后没有变化 CeO2应是水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳的催化剂 B项在太阳能的作用下 水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳 太阳能转化为化学能 1 2 3 4 5 6 C项根据盖斯定律可知 H1 H2 H3 D项以一氧化碳和氧气构成的碱性燃料电池 负极应为一氧化碳失电子 在碱性条件下一氧化碳应变为碳酸根离子 结合选项中所给的电极反应式 再根据电荷守恒 得失电子守恒则可判断其正确 答案C 1 2 3 4 5 6 5 2014 高考试题组合 1 2014 四川理综 11 3 已知 25 101kPa时 Mn s O2 g MnO2 s H 520kJ mol 1S s O2 g SO2 g H 297kJ molMn s S s 2O2 g MnSO4 s H 1065kJ mol 1SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是 1 2 3 4 5 6 MnO2 s SO2 g MnSO4 s H 248kJ mol 1 2 2014 浙江理综 27 3 煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2 严重破坏生态环境 采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定 从而降低SO2的排放 但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应 降低了脱硫效率 相关反应的热化学方程式如下 CaSO4 s CO g CaO s SO2 g CO2 g H1 218 4kJ mol 1 反应 1 2 3 4 5 6 CaSO4 s 4CO g CaS s 4CO2 g H2 175 6kJ mol 1 反应 假设某温度下 反应 的速率 v1 大于反应 的速率 v2 则下列反应过程能量变化示意图正确的是 1 2 3 4 5 6 C 3 2014 广东理综 31 1 用CaSO4代替O2与燃料CO反应 既可提高燃料效率 又能得到高纯CO2 是一种高效 清洁 经济的新型燃烧技术 反应 为主反应 反应 和 为副反应 1 4CaSO4 s CO g 1 4CaS s CO2 g H1 47 3kJ mol 1 CaSO4 s CO g CaO s CO2 g SO2 g H2 210 5kJ mol 1 1 2 3 4 5 6 CO g 1 2C s 1 2CO2 g H3 86 2kJ mol 1反应2CaSO4 s 7CO g CaS s CaO s 6CO2 g C s SO2 g 的 H 用 H1 H2和 H3表示 1 2 3 4 5 6 4 H1 H2 2 H3 4 2014 大纲全国卷 28 1 化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5 回答下列问题 已知AX3的熔点和沸点分别为 93 6 和76 AX5的熔点为167 室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5 放出热量123 8kJ 该反应的热化学方程式为 1 2 3 4 5 6 AX3 l X2 g AX5 s H 123 8kJ mol 1 5 2014 天津理综 7 4 晶体硅 熔点1410 是良好的半导体材料 由粗硅制纯硅过程如下 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 写出SiCl4的电子式 在上述由SiCl4制纯硅的反应中 测得每生成1 12kg纯硅需吸收akJ热量 写出该反应的热化学方程式 H 0 025akJ mol 1 6 2013 高考试题组合 完成下列小题 1 2013 江苏 20 1 白磷 P4 可由Ca3 PO4 2 焦炭和SiO2在一定条件下反应获得 相关热化学方程式如下 2Ca3 PO4 2 s 10C s 6CaO s P4 s 10CO g H1 3359 26kJ mol 1CaO s SiO2 s CaSiO3 s H2 89 61kJ mol 12Ca3 PO4 2 s 6SiO2 s 10C s 6CaSiO3 s P4 s 10CO g H3则 H3 kJ mol 1 1 2 3 4 5 6 解析 1 2Ca3 PO4 2 s 10C s 6CaO s P4 s 10CO g H1 3359 26kJ mol 1 CaO s SiO2 s CaSiO3 s H2 89 61kJ mol 1 由盖斯定律 目标反应可由反应 反应 6 则 H3 H1 H2 6 2821 6kJ mol 1 答案 2821 6 1 2 3 4 5 6 2 2013 四川理综 11 5 节选 焙烧产生的SO2可用于制硫酸 已知25 101kPa时 2SO2 g O2 g 2SO3 g H1 197kJ mol 1 H2O g H2O l H2 44kJ mol 1 2SO2 g O2 g 2H2O g 2H2SO4 l H3 545kJ mol 1 则SO3 g 与H2O l 反应的热化学方程式是 1 2 3 4 5 6 解析根据盖斯定律 得出SO3 g H2O l H2SO4 l H4只须按下式进行即可 H H3 H1 2 H2 130kJ mol 1 热化学方程式应为SO3 g H2O l H2SO4 l H 130kJ mol 1 答案SO3 g H2O l H2SO4 l H 130kJ mol 1 1 2 3 4 5 6 3 2013 浙江理综 27 1 捕碳技术 主要指捕获CO2 在降低温室气体排放中具有重要的作用 目前NH3和 NH4 2CO3已经被用作工业捕碳剂 它们与CO2可发生如下可逆反应 反应 2NH3 l H2O l CO2 g NH4 2CO3 aq H1反应 NH3 l H2O l CO2 g NH4HCO3 aq H2反应 NH4 2CO3 aq H2O l CO2 g 2NH4HCO3 aq H3 H3与 H1 H2之间的关系是 H3 解析 式 2 式 即可得反应 1 2 3 4 5 6 2 H2 H1 4 2013 天津理综 10 2 为减少SO2的排放 常采取的措施有 将煤转化为清洁气体燃料 已知 H2 g O2 g H2O g H 241 8kJ mol 1C s O2 g CO g H 110 5kJ mol 1写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式 解析下式减上式即可求得热化学方程式 1 2 3 4 5 6 C s H2O g CO g H2 g H 131 3kJ mol 1 5 2013 北京理综 26 2 汽车发动机工作时会引发N2和O2反应 其能量变化示意图如下 写出该反应的热化学方程式 1 2 3 4 5 6 解析拆开化学键吸收能量 形成化学键释放能量N2 g O2 g 2NO g 其 H计算方法如下 H 945kJ mol 1 498kJ mol 1 2 630kJ mol 1 183kJ mol 1 答案N2 g O2 g 2NO g H 183kJ mol 1 1 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 1 美国现任总统奥巴马就环境问题公开表示 到2020年 美国将会把温室气体排放量削减到1990年水平的80 此外美国将把新能源比重提高到30 奥巴马还计划每年拿出150亿美元大举投资太阳能 风能和生物质能源等 并且举全国之力构建美国的低碳经济领袖地位 下列说法不正确的是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A CO2 甲烷都属于温室气体B 用甘蔗生产的燃料乙醇属可再生能源 利用乙醇燃料不会产生温室气体C 太阳能 风能和生物质能属于新能源D 太阳能电池可将太阳能直接转化为电能解析乙醇作燃料产生CO2气体 会引起温室效应 B项错误 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 答案B 2 一定条件下 发生反应 M s N g R g H Q1kJ mol 1 2R g N g 2T g H Q2kJ mol 1 Q1 Q2 Q3均为正值 下列说法正确的是 A 1molR g 的能量总和大于1molM s 与1molN g 的能量总和B 将2molR g 与1molN g 在该条件下充分反应 放出热量Q2kJ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析A项 为放热反应 所以1molR g 的总能量应小于1molM s 与1molN g 的能量总和 B项 为可逆反应 放出热量小于Q2kJ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D项 M s 和N g 反应放出热量少 所以Q3 Q1 答案C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 下列推论正确的是 A S g O2 g SO2 g H1 S s O2 SO2 g H2 则 H1 H2B C 石墨 s C 金刚石 s H 1 9kJ mol 1 则由石墨制取金刚石的反应是吸热反应 金刚石比石墨稳定C NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l H 57 4kJ mol 1 则 含20gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全反应 放出的热量为28 7kJ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 2C s O2 g 2CO g H 221kJ mol 1 则碳的燃烧热等于110 5kJ mol 1解析A项 S s 和O2 g 反应放出热量少 所以 H1 H2 B项 能量越低越稳定 石墨的稳定性大于金刚石 D项 碳的燃烧热指的是1molC s 完全燃烧生成CO2 g 放出的热量 答案C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 4 已知 H2 g F2 g 2HF g H 270kJ mol 1 下列说法正确的是 A 在相同条件下 1molH2与1molF2的能量总和大于2molHF气体的能量B 1molH2与1molF2反应生成2mol液态HF放出的热量小于270kJC 该反应的逆反应是放热反应D 该反应过程的能量变化可用右图来表示 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析A项 该反应为放热反应 所以反应物的总能量大于生成物总能量 正确 B项 2mol液态HF的能量低于2molHF气体的能量 放出的热量大于270kJ 错误 C项 该反应的逆反应是吸热反应 错误 D项 反应物1molH2 g 与1molF2 g 的能量总和大于生成物2molHF g 的能量 错误 答案A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5 下列说法正确的是 A 右图可表示水分解过程中的能量变化B 若2C s O2 g 2CO g H 221 0kJ mol 1 则碳的燃烧热为110 5kJ mol 1C 需要加热的反应一定是吸热反应 常温下能发生的反应一定是放热反应 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 已知 对于反应H2 g Cl2 g 2HCl g H akJ mol 1 且a b c均大于零 则断开1molH Cl键所需的能量为 a b c kJ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析A项 水分解过程是吸热反应 使用催化剂会降低活化能 正确 B项 燃烧热是1mol物质生成稳定的产物 如CO2 放出的热量 错误 C项 加热与吸热 放热反应无关 如金属的燃烧多数需要加热 错误 D项 1molH Cl键所需的能量为kJ 错误 答案A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 6 在25 101kPa下 1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22 68kJ 下列热化学方程式正确的是 A CH3OH l O2 g CO2 g 2H2O l H 725 76kJ mol 1B 2CH3OH l 3O2 g 2CO2 g 4H2O l H 1451 52kJ mol 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 2CH3OH l 3O2 g 2CO2 g 4H2O l H 725 76kJ mol 1D 2CH3OH l 3O2 g 2CO2 g 4H2O l H 1451 52kJ mol 1解析甲醇燃烧是放热反应 所以反应热 H应小于0 A D不正确 2mol甲醇的质量是64g 完全燃烧放出的热量是22 68kJ 64 1451 52kJ 所以答案选B 答案B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 7 已知 H2 g O2 g H2O g H1 akJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O g H2 bkJ mol 1 H2 g O2 g H2O l H3 ckJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O l H3 dkJ mol 1下列关系式中正确的是 A a c 0B b d 0C 2a b 0D 2c d 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析氢气燃烧是放热反应 H小于0 放出的热量越多 H越小 由于液态水的能量低于气态水的能量 所以氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量多 因此 2c d 2a b 0 答案选C 答案C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 8 利用含碳化合物合成燃料是解决能源危机的重要方法 已知CO g 2H2 g CH3OH g 反应过程中的能量变化情况如图所示 曲线 和曲线 分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况 下列判断正确的是 A 该反应的 H 91kJ mol 1B 加入催化剂 该反应的 H变小C 反应物的总能量大于生成物的总能量D 如果该反应生成液态CH3OH 则 H增大 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析根据图示 该反应反应物的总能量大于生成物的总能量 是放热反应 故选项A错误 C正确 加入催化剂只能降低反应所需的活化能 而对反应热无影响 选项B错误 生成液态CH3OH时释放出的热量更多 H更小 选项D错误 答案C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 9 反应A g B g C g H 分两步进行 A g B g X g H1 X g C g H2 反应过程中能量变化如图所示 E1表示A B X的活化能 下列说法正确的是 A H1 H H2 0B X是反应A g B g C g 的催化剂C E2是反应 的活化能D H E1 E2 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 10 在量热计 如图 中将100mL0 50mol L 1的CH3COOH溶液与100mL0 55mol L 1NaOH溶液混合 温度从298 0K升高到300 7K 已知量热计的热容常数 量热计各部件每升高1K所需要的热量 是150 5J K 1 溶液密度均为1g mL 1 生成溶液的比热容c 4 184J g 1 K 1 已知CH3COOH电离要吸热 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 1 CH3COOH的中和热 H 解析CH3COOH为0 050mol NaOH为0 055mol 碱过量 应以酸的量计算出生成0 050molH2O的反应热 进而计算出生成1molH2O的反应热 即 H 5 33 104J mol 1 53 3kJ mol 1 53 3kJ mol 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 CH3COOH中和热的文献值为 56 1kJ mol 1 你认为造成 1 中测得的实验值有偏差的可能原因是 解析本实验测得CH3COOH中和热的实验值不等于文献值 原因可能有以下三个方面 量热计的保温杯绝热效果不好 酸 碱溶液混合不迅速 温度计不够精确 量热计的保温杯绝热效果不好 酸碱溶液混合不迅速或温度计不够精确 答案合理即可 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 实验中Na